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| 涂料配料系統(tǒng)生產(chǎn)線布局 | 2021-03-16 |
| 隨著公司的快速發(fā)展和油漆產(chǎn)品種類的不斷增加，公司原有的生產(chǎn)線布局已經(jīng)逐漸不能滿足生產(chǎn)需求。如何合理調(diào)整生產(chǎn)車間的布局和灌裝機(jī)生產(chǎn)線的布置，改進(jìn)配料生產(chǎn)裝置的自動(dòng)輔助桶，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，適應(yīng)高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)等。已經(jīng)成為公司在激烈的市場競爭中取勝必須注意的問題。根據(jù)我多年來對油漆生產(chǎn)的了解，對生產(chǎn)車間布局和配料生產(chǎn)線布局進(jìn)行了初步分析，并對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備的改造方案提出了一些建議，供參考。 一、車間總體布局 傳統(tǒng)的油漆生產(chǎn)企業(yè)采用串聯(lián)布置，即物料從原料倉庫開始，按照工藝流程依次經(jīng)過各個(gè)車間，然后到達(dá)成品倉庫。然而，隨著產(chǎn)品種類的不斷增加和產(chǎn)品類型的不斷差異，近年來并行布局已經(jīng)被取代，即物料可以分成多條路線，同時(shí)經(jīng)過不同的車間，最終到達(dá)成品倉庫。顯然，這種方法大大提高了串聯(lián)物料的產(chǎn)量，減少了干擾，生產(chǎn)效率更高。同時(shí)，這種布局也有利于助劑、電力、燃?xì)獾入娏€路的合理鋪設(shè)，降低投資成本。目前，公司車間布局是按照平行布局設(shè)計(jì)的。 目前，一些涂料生產(chǎn)配料也提出了車間組合布局模式，即在生產(chǎn)車間內(nèi)設(shè)立針對特定產(chǎn)品的原料倉庫、成品倉庫、實(shí)驗(yàn)室、檢驗(yàn)室等。合并，物料在車間內(nèi)流動(dòng)，改變了原原料倉庫、車間和成品倉庫的拆分方式，節(jié)省了物流的行程和時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。鑒于需要新建一個(gè)車間來配置工程的涂料和汽車涂料產(chǎn)品的配料，可以采用組合布局的方法，既可以避免原料和成品之間距離過長、效率降低的缺點(diǎn)，又可以集中同類產(chǎn)品的所有揀選和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，便于過程控制和生產(chǎn)管理，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。 一般來說，生產(chǎn)車間的布局設(shè)計(jì)應(yīng)考慮原材料入庫、生產(chǎn)揀選、成品交付等各個(gè)方面。在生產(chǎn)過程中，材料的布局方法是最短路徑、最短時(shí)間和資本占用。 二、配料車間設(shè)置 涂料配料具有原料和產(chǎn)品種類多、生產(chǎn)工藝簡單、流程短的特點(diǎn)。涂裝車間生產(chǎn)線的布置有兩種方式:一種是工藝專用配料系統(tǒng)的生產(chǎn)線，也稱為車隊(duì)配料的生產(chǎn)線，即根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝建立不同的車間或工段團(tuán)隊(duì)。工藝專業(yè)車間安裝了同類型的配料設(shè)備，便于大規(guī)模生產(chǎn)組織。第二，產(chǎn)品專用配料的生產(chǎn)線，也稱為封閉配料生產(chǎn)線，是以產(chǎn)品為基礎(chǔ)建立車間。在產(chǎn)品的專業(yè)化生產(chǎn)車間，生產(chǎn)某種產(chǎn)品的集中在一條批量系統(tǒng)生產(chǎn)線上，可以獨(dú)立完成產(chǎn)品生產(chǎn)的所有工藝流程。大多數(shù)傳統(tǒng)的油漆配料車間都是按照工藝建立的，尤其是在以前的大中型油漆廠，絕大多數(shù)都是按照專業(yè)生產(chǎn)線的工藝建立的。根據(jù)工藝專業(yè)化設(shè)立車間的優(yōu)點(diǎn)包括:(1)配料中利用率高；(2)配料便于過程的專業(yè)管理。 特別是對于品種少、批量大的產(chǎn)品，專業(yè)化生產(chǎn)線的優(yōu)勢非常明顯。例如，公司原有的稠膏涂料配料生產(chǎn)線在稠膏涂料產(chǎn)品產(chǎn)量占多數(shù)的時(shí)期取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 然而，隨著涂料產(chǎn)品種類的不斷增加，生產(chǎn)批次的數(shù)量不斷增加，單批次產(chǎn)量不斷下降，工業(yè)專用生產(chǎn)線日益暴露出自身的不足，主要包括: (1)同一臺生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，會(huì)干擾產(chǎn)品性能，容易造成質(zhì)量問題，特別是面漆色差。 (2)更換產(chǎn)品時(shí)，頻繁洗車會(huì)增加材料消耗，浪費(fèi)很多； (3)生產(chǎn)計(jì)劃的編制和調(diào)度困難，影響了添加劑桶管理水平的提高。 目前，許多油漆制造商開始選擇專業(yè)化生產(chǎn)線。專業(yè)生產(chǎn)車間的特點(diǎn): (1)減少不同涂料品種之間的干擾，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量； (2)降低產(chǎn)品的材料消耗，提高生產(chǎn)效率； (3)簡化生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度； (4)可以用最短的時(shí)間、的能耗生產(chǎn)出最多品種的產(chǎn)品，從而促進(jìn)涂料生產(chǎn) 配料系統(tǒng)的大規(guī)模、連續(xù)、自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展有利于企業(yè)現(xiàn)代化管理的實(shí)現(xiàn)。 在公司搬遷設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)厚漿漆、環(huán)氧漆和中試小批量漆對油漆品種進(jìn)行了分類?？紤]到舊灌裝機(jī)的搬遷利用和投資的節(jié)約，按原方式布置。配料、研磨和油漆混合在車間的不同區(qū)域分開，沒有單獨(dú)的生產(chǎn)車間。 近年來，隨著公司新市場的不斷發(fā)展和新產(chǎn)品的不斷引進(jìn)，原有的生產(chǎn)線布局越來越不能滿足公司的發(fā)展需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: (1)稠膏漆產(chǎn)量不斷下降，稠膏漆生產(chǎn)線利用率低，液體灌裝機(jī)閑置； (2)環(huán)氧涂料不緊湊，生產(chǎn)中中間環(huán)節(jié)過多，生產(chǎn)效率低； (3)中試產(chǎn)品種類增多，產(chǎn)量增加。有些產(chǎn)品已經(jīng)超出了小規(guī)模生產(chǎn)的范圍。采用小規(guī)模生產(chǎn)將導(dǎo)致高成本并影響產(chǎn)品的競爭力。 (4)自動(dòng)化程度低，未能采取自動(dòng)控制和精確測量措施，影響產(chǎn)品質(zhì)量的提高； (5)生產(chǎn)品種變化頻繁，材料損耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；(6)生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度困難，影響添加劑桶管理水平的提高。 根據(jù)公司發(fā)展規(guī)劃的要求，我認(rèn)為公司目前和未來幾年需要大力發(fā)展的主要產(chǎn)品應(yīng)該詳細(xì)劃分，如醇酸樹脂漆、環(huán)氧樹脂漆(包括地板漆和預(yù)涂底漆)、工程漆(包括客車漆)、添加劑漆等。然后，生產(chǎn)車間(生產(chǎn)線)將按照產(chǎn)品專業(yè)化的方式重新設(shè)置，當(dāng)前的將重新組合。 三、自動(dòng)配料系統(tǒng)生產(chǎn)線布局 自動(dòng)化配料系統(tǒng)的生產(chǎn)線布局不僅要滿足生產(chǎn)過程的要求，還要從安全防火、環(huán)保、安裝維護(hù)等方面進(jìn)行充分考慮。自動(dòng)涂料配料生產(chǎn)線的良好設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要求: (1)材料運(yùn)輸路線合理； (二)有足夠的原材料、中間產(chǎn)品和成品周轉(zhuǎn)空間； (三)具有多品種生產(chǎn)的靈活性，為合理生產(chǎn)留有余地； (4)操作管理方便，輔助設(shè)施配備得當(dāng)； ⑤運(yùn)行環(huán)境良好，能保證生產(chǎn)安全。 根據(jù)不同的物流模式，涂料生產(chǎn)可分為三種不同的布局模式:平面、三維和混合。其中，平面布局只適合小規(guī)模生產(chǎn)(如公司的中試小規(guī)模生產(chǎn))或手工車間生產(chǎn)，不適合現(xiàn)代油漆生產(chǎn)管理。 該立體布置具有占地面積小、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。隨著近年來土地的短缺，多層廠房占據(jù)相當(dāng)大的比例，立體布局越來越受歡迎(例如湘江莞西的四層油漆生產(chǎn)廠房就是典型的立體布局)。但是，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識到它的缺點(diǎn)，不應(yīng)該盲目地仿效: (1)立體車間成本高，一次性投資大； (2)材料能耗高、運(yùn)輸成本高(90%的材料需要吊裝到20m以上的高層建筑， 同時(shí)，由于涂層的高粘度，能耗肯定會(huì)增加，統(tǒng)計(jì)上比平面布置高20%以上。 (3)管道復(fù)雜，液體灌裝機(jī)安裝施工困難； (4)只適合批量生產(chǎn)，不適合中小批量生產(chǎn)(因?yàn)橐后w灌裝機(jī)、 管道連接、材料損耗、清潔工作量)。 目前，許多中小型涂料企業(yè)普遍采用稱重配料系統(tǒng)的生產(chǎn)線布局模式，即在一層(或兩層)車間設(shè)置鋼平臺的模式:配料和調(diào)漆在平臺上進(jìn)行，研磨液灌裝機(jī)(一般為臥式砂磨機(jī))放置在平臺下，包裝采用配料系統(tǒng)。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是縮短物料運(yùn)輸距離，實(shí)現(xiàn)涂料生產(chǎn)的連續(xù)性和自動(dòng)化。 根據(jù)公司目前的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品特點(diǎn)，我認(rèn)為選擇是采用混合安排。不同產(chǎn)品可靈活配備不同數(shù)量的配料罐、調(diào)漆罐和研磨，日產(chǎn)量可在500-10000公斤/天之間調(diào)節(jié)。 高速分散機(jī)主要用于不同粘度的漿狀液體原料的粉碎、分散、乳化和混合。通過分散板上下尖齒的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，物料受到高速強(qiáng)力剪切、沖擊、破碎和分散，達(dá)到快速混合、溶解、分散和細(xì)化的效果。目前，高速分散機(jī)一般采用防爆變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速功能，可以根據(jù)不同的工藝階段選擇不同的轉(zhuǎn)速，充分滿足各種工藝過程中不同的工藝要求。具有液壓升降、360度旋轉(zhuǎn)等多種功能，可同時(shí)配置2-4個(gè)容器，一機(jī)多用，大大提高了工作效率。保證了自動(dòng)配料系統(tǒng)稱重灌裝的控制精度，實(shí)現(xiàn)了液體溶解和過濾的效果。 2、研磨。 目前，涂料生產(chǎn)中常用的研磨是砂磨機(jī)。與球磨機(jī)、三輥機(jī)、膠體磨等研磨液灌裝機(jī)相比，砂磨機(jī)具有生產(chǎn)效率高、連續(xù)性強(qiáng)、成本低、產(chǎn)品細(xì)度高等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。一般有立式砂磨機(jī)、臥式砂磨機(jī)、籃式砂磨機(jī)、雙錐桿砂磨機(jī)等。研磨介質(zhì)為氧化鋯珠或硅酸鋯珠，其他液體灌裝機(jī)除外，立式砂磨機(jī)使用普通的2-3/3-4毫米玻璃珠。 立式砂磨機(jī)由于研磨效率低、清洗和啟封困難等缺點(diǎn)，其應(yīng)用范圍逐漸縮小?；@式砂光機(jī)作為一種浸入式濕磨，工作腔小，殘留物少，清洗更方便，不需要面對臥式砂光機(jī)的循環(huán)加工問題。因此，非常適合生產(chǎn)品種變化頻繁、粘度低的涂料。目前，它已成為輔助涂料(如墻漆)的主要研磨。對于油性涂料，封閉式臥式砂磨機(jī)仍是一種更合適的液體灌裝機(jī)，因?yàn)槠湔扯雀?、容易在管道和中殘留以及揮發(fā)性強(qiáng)。對于高粘度材料(如油灰)的研磨，三輥機(jī)仍然是的解決方案，盡管其開放式工作模式會(huì)造成溶劑浪費(fèi)和環(huán)境污染。對于小批量油漆的生產(chǎn)，一些企業(yè)目前使用籃式粉碎機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)。在一個(gè)容器中，可以簡單地實(shí)現(xiàn)從進(jìn)料到制漿和油漆混合的所有工藝過程。然而，對于大型涂料生產(chǎn)企業(yè)來說，通常采用“一機(jī)多缸”分散式和多系列臥式砂磨機(jī)調(diào)漆系統(tǒng)配置來實(shí)現(xiàn)油性涂料的大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，這也是國內(nèi)外涂料廠較為常見的工藝實(shí)現(xiàn)方法。目前市場上有很多自動(dòng)液體灌裝機(jī)，包括半配料系統(tǒng)(目前公司采用)和全配料系統(tǒng)等?？筛鶕?jù)不同的包裝規(guī)格和重量訂購，精度為5‰，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確計(jì)量和包裝。 3.自動(dòng)控制裝置 目前，國內(nèi)中小型涂料生產(chǎn)企業(yè)普遍存在生產(chǎn)規(guī)模小、灌裝機(jī)自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、工作環(huán)境差的問題，自動(dòng)化生產(chǎn)線少之又少。然而，在油漆等液體灌裝機(jī)高度自動(dòng)化的合資企業(yè)中，我們也可以看到只有2-3個(gè)人在整個(gè)車間，根本沒有體力勞動(dòng)的場景。車間里的材料通過管道運(yùn)輸，并由計(jì)算機(jī)監(jiān)控。整個(gè)生產(chǎn)過程在監(jiān)控室完成。監(jiān)控屏幕上的每個(gè)液體灌裝機(jī)的狀態(tài)一目了然。車間場地井然有序，液體灌裝機(jī)自動(dòng)輔助桶產(chǎn)量非常高。 配料生產(chǎn)線上的主要由監(jiān)控屏、工控機(jī)、操作臺、配料秤、配電柜等組成。其功能包括以下幾個(gè)方面: (1)動(dòng)態(tài)監(jiān)控功能:可在屏幕上清晰顯示的運(yùn)行狀態(tài)和物料流量。 (2)配方管理功能:技術(shù)配方存儲在計(jì)算機(jī)中。在生產(chǎn)過程中，配方中確定了不同產(chǎn)品配料過程中的物料配比和投料順序。因此，系統(tǒng)需要在生產(chǎn)前調(diào)用配方，自動(dòng)計(jì)算和稱量各種物料，并保持配比的準(zhǔn)確性。 (3)自動(dòng)配料、灌裝和計(jì)量:灌裝和配料是化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最重要的工序之一，稱為“喉部”工序。灌裝和配料過程的質(zhì)量對整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量起著重要的作用。在生產(chǎn)過程中，由配料系統(tǒng)控制的氣動(dòng)球可按配方實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量和自動(dòng)送料，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 (4)混合速度控制:變頻器控制混合速度，不同的物料可以以不同的混合速度混合，保證混合均勻。(5)現(xiàn)場調(diào)整控制:可根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)要求添加少量材料，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)整。 目前，我國還沒有通用的配料控制系統(tǒng)，生產(chǎn)中有自動(dòng)控制的例子，例如輔助油漆的配料。一些企業(yè)還試圖自動(dòng)控制一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如磨削溫度、壓力和磨削時(shí)間的自動(dòng)控制等。然而，自動(dòng)涂料定量自動(dòng)配料系統(tǒng)生產(chǎn)線將是涂料配料系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備未來的發(fā)展趨勢。對于整個(gè)配料系統(tǒng)生產(chǎn)線的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，涂料企業(yè)很難獨(dú)立完成。隨著涂裝生產(chǎn)線規(guī)模的擴(kuò)大、復(fù)雜性和自動(dòng)化控制程度的提高，涂裝企業(yè)必須與供應(yīng)商溝通，共同完成生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和制造，以確保目標(biāo)過程的實(shí)現(xiàn)。可以采取總承包的方式，從設(shè)計(jì)、施工到調(diào)試和交付，全部承包給配料承包商。配料生產(chǎn)線交付后，承包商還應(yīng)進(jìn)行操作培訓(xùn)和初步試生產(chǎn)，以提供足夠的技術(shù)數(shù)據(jù)，確保生產(chǎn)裝置中輔助桶的持續(xù)升級，實(shí)現(xiàn)高效率、連續(xù)性和自動(dòng)化。 | |
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